土木工程结构工程计算书

、八—
刖言
毕业设计是大学本科教育培养目标实现的重要阶段，是毕业前的综合学习阶段
是深化、拓宽、综合教和学的重要过程，是对大学期间所学专业知识的全面总结。

本组毕业设计为多层教学楼，我的题目为《长春市盛鑫中学教学楼》。

在毕业
设计前期，我温习了《结构力学》、《钢筋混凝土》、《建筑结构抗震设计》等知识，并借阅了《抗震规范》、《混凝土规范》、《荷载规范》等规范。

在毕业设计中期，我们通过所学的基本理论、专业知识和基本技能进行建筑、结构设计。

在毕业设计后期，主要进行设计手稿的电脑输入，并得到老师的审批和指正，使我圆满的完成了任务，在此表示衷心的感谢。

毕业设计的四个月里，在老师的帮助下，经过资料查阅、设计计算、论文撰写
以及外文的翻译，加深了对新规范、规程、手册等相关内容的理解。

巩固了专业知识、提高了综合分析、解决问题的能力。

在进行内力组合的计算时，进一步了解了Excel。

在绘图时熟练掌握了AutoCAD结构设计时了解了PKPM TSZ等软件的使用。

以上所有这些从不同方面达到了毕业设计的目的与要求。

框架结构设计的计算工作量很大，在计算过程中以手算为主，辅以一些计算软
件的校正。

由于自己水平有限，难免有不妥和疏忽之处，敬请各位老师批评指正。

二零一二年六月
内容摘要
本设计的题目为长春市盛鑫中学教学楼设计。

建筑主体为5层，总建筑面积为
6043.1m2,建筑总高度为19.2m,抗震设防烈度为7度，抗震等级为三级。

结构采用钢筋混凝土框架形式及独立的钢筋混凝土柱下基础。

本设计主要进行了结构方案中横向框架A、B、C、D轴框架的抗震设计。

在确
定框架布局之后，先进行了层间荷载代表值的计算，接着利用顶点位移法求出自震周期，进而按底部剪力法计算水平地震荷载作用下大小，进而求出在水平荷载作用下的结构内力（弯矩、剪力、轴力）。

接着计算竖向荷载（恒载及活荷载）作用下的结构内力，找出最不利的一组或几组内力组合,选取最安全的结果计算配筋并
绘图。

此外还进行了结构方案中的室内楼梯的设计。

完成了梯段板，平台梁等构件的内力和配筋计算及施工图绘制。

Abstract
The desig n for the topic of cha ngch un city ChengXin sec on dary school buildings design . The architecture has five stories and. Its whole floorage is 6043.1m2, its top is 19.2m high. The earthquake in te nsity is 7. Style of the buildi ng is totally frame structure of rei nforced con crete. The
foun dati on of the buildi ng is the si ngle foot ing sta nd.
The purpose of the desig n is to do the an ti-seismic desig n in the
Iongitudinal frames of axis A 、B、C、D. When the directions of the frames is determ in ed, firstly the weight of each floor is calculated .The n the vibrate cycle is calculated by utilizing the peak-displacement method, then mak ing the amount of the horiz on tal seismic force can be got by way of the bottom-shear force method. The seismic force can be assig ned accord ing to the shearing stiffness of the frames of the different axis. Then the
in ternal force (be nding mome nt, sheari ng force and axial force ) in the structure un der the horiz on tal loads can be easily calculated. After the determ in ati on of the in ternal force un der the dead and live loads, the comb in ati on of internal force can be madeby using the Excel software, whose purpose is to find one or several sets of the most adverse in ternal force of the wall limbs and the coterm inous girders, which will be the basis of protract ing the reinforcing draw ings of the comp onen ts. The desig n of the stairs is also be approached by calculating the internal force and reinforcing such components as landing slab, step board and landing girder whose shop draw ings are completed in the end.
第一章设计总说明
1.1工程名称：长春市盛鑫中学教学楼
1.2工程概况：本工程建筑面积：6043.1m2;使用年限为50年；建筑耐火等级二级，建筑抗震设防烈度为七度。

1.3标高位置：本工程室外地面设计标高为-0.450，室内外高差0.450 ；
1.4结构形式及墙体材料：
结构形式：本工程为框架结构
墙体材料：
1、砌体材料采用190厚炉渣空心砌块；
2、砂浆为M5.0水泥砂浆；
3、外墙采用190厚砌块加60厚保温层，（按310厚计算）；
1.5门窗工程:
外窗为白色单框双玻璃塑钢窗。

1.6防水工程:
1. 本工程防水等级为三级。

2. 柔性防水选用高分子复合卷才SBS —层，女儿墙、雨水口出屋面管道级其它阴阳角
等重点防水部位附加卷才一道，具体构造详见《DBJT201-91》。

1.7装饰工程：
1 、外墙装饰见立面图。

2 、所有室内木门刷清漆三遍，刷油前先做刮腻子，砂纸打平，刷底油等基层处理。

3 、全部外露铁件均刷防锈漆一遍，达到二级耐火等级要求，所有木构件均刷防腐漆。

1.8其它：
1、凡本图未表明地方均遵照国家有关规范，规程施工；
2 、对本图所提供的门窗类别、材料、室内外装修材料及做法，由其它原因变更时应由建设单位会同设计单位商定后进行调整；
3、本工程采用标准图无论采用局部或全部，施工中均应结合本工程协调处理;
4 、本工程中排水、暖通、电气、通讯等各专业在施工过程中应协调且与土建专业预留孔洞沟槽，避免在墙体或者楼板上凿洞及出现明线或管线相互干扰现象，准确预埋管件；
5 、外墙面施工前应先做出样板，待建设单位和设计单位同意后方可施工。

第二章设计内容
本部分设计包括建筑图纸7张
第二部分结构设计
第一章工程概况
1.1工程概况
建筑介绍：长春市育才高层培训中心建筑面积约6043.1m2盖均采用现浇钢筋混凝土框
架结构，楼板厚度取120mm填充墙采用陶粒混凝土砌块。

主体为十层的钢
筋混凝土框架结构，建筑平面为平面矩形。

局部突出屋面的楼梯间，层高为3.5。

柱网与层高：本工程采用柱距为8.4m,1层层高3.9m, 2〜5层层高3.6m，示意
图如下：
图1-1 柱网布置图
承重方案的选择：纵横向混合承重，纵横向都设主梁，两个方向刚度近似相等。

竖向荷载的传力途径：楼板的均布活载和恒载经次梁间接或直接传至主梁，再由主梁传至框架柱，最后传至地基。

1.2设计条件：
气象条件：基本风压：0.65KN/m2，基本雪压：0.35KN/mL
抗震设防：设计要求抗震设防烈度为7度。

工程地质条件：见勘探地质报告
屋面及楼面作法：
屋面：4厚SBS防水层，20厚1:3水泥找平层，80厚阻燃聚乙烯泡沫塑料保温板，2厚SBS改性沥青隔气层，120厚钢筋混凝土屋面板，刮大白；
楼面：10厚1：1水泥砂浆，贴地面砖素水泥檫缝，20厚1：3水泥砂浆找平层，120厚钢筋混凝土板，刮大白；
材料：柱混凝土等级为C30, HRB400梁混凝土等级为C30, HRB400板混凝土等级为
C30,HRB300基础混凝土等级C30, HRB335地梁钢筋HRB400箍筋采用HPB300.
第二章构件尺寸确定及荷载汇集
、梁、柱截面及柱高的确定
本房屋主体结构为5层，一层3.9m,二到五层高均为3.6m。

填充墙采用190mm 厚炉渣空心砌块。

楼盖及屋盖采用现浇钢筋混凝土结构，楼板厚为150m m。

梁截
面高度按跨度的1/12~1/8估算，宽度按高度的1/2~1/3估算。

梁、柱采用混凝土的 设计强度为C30 （f c =14.3 N/mm,f t =1.43 N/mm ）。

梁的截面尺寸如表1
表1梁的截面尺寸（mm
［卩］=0.75, — ~五层采用C30混凝土。

各层重力荷载代表值近似取15KN/nl 由图1
8.4 X 3.45m 2和8.4 X 5.1m 2。

故第一层柱的截 面面积为
3
边柱 Ac > 1.3 8.4 3.45 12 5 10
=210763.6364mm 0.75 14.3
3 中柱 Ac >「
25
&4 &1 12 5 10 =299580.4196mm
0.75 14.3
柱截面采用正方形，则边柱和中柱截面分别为
557m X 557mm 和650mr X 650mm
故柱采用正方形截面，一层柱截面为 600mn X 600mm
~五层柱截面为550mn X 550mm
基础米用独立基础，基础埋深为 1.70m 。

取柱的形心线作为柱的轴线；两轴线取至板底，2~5层柱的高度即为层高。

底层柱 高度从基础顶面取至一层板底，即
H=3. 9+0.45+1.7-1-0.1=4.95m 。

2.3荷载计算:
、屋面、楼面活荷载标准值
根据《荷载规范》GB5009-2001第，屋面活荷载标准值取值如下: 教室、实验
室、办公室 2.0KN/ m 2
柱的截面有公式
N c
估算。

由该框架结构的抗震等级为二级，其轴压比限值 知可知边柱及中柱的负载面积分别为
三、梁、柱自重
梁.柱可根据截面尺寸、材料容重及粉刷计算出单位长度上的重力荷载，抹灰 近似按加大梁宽及柱宽考虑。

具体见下表：
20厚1:3水泥砂浆找平 0.02
X 20=0.4KN/nf 150厚钢筋混凝土板 25 X 0.15=3.75KN/m 2
混合沙浆抹面20厚 0.02 X 17=0.34 KN/m 2
合计 5.04KN/m
2
‘厕所自重均布荷载
瓷砖地面 0.55 KN/m 2
20厚水泥砂浆防水保护层 20
X 0.02=0.40 KN/m 2
地面防水层 2 0.05 KN/m 100厚钢筋混凝土板 25 2 X 0.1=2.5 KN/m 混合沙浆抹面20厚 0.02 X 17=0.34 KN/m 2 合计
3.94 KN/m 2
楼梯自重均布荷载
地面砖面层（水泥打底）
0.01
X 20=0.2 KN/m 2
楼梯板重（按250厚钢筋混凝土板等效） 2
0.25 X 25=6.25 KN/m
混合沙浆抹面20厚 0.02
X 17=0.34 KN/m 2
2
0.55KN/m
2 合计
6.90 KN/m
3、 4. 合计 2、1-9层楼面永久荷载标准值 地面砖面层（水泥打底）
厕所
走廊、门厅、楼梯 不上人屋面 屋面雪荷载标准值
2.0KN/ m
2.5KN/ m
0.5KN/ m S=U r S=1.0 X 0.5=0.5 KN/m 二、屋面、楼面恒荷载标准值
1、屋面永久荷载标准值（不上人） 20厚混合砂浆抹面刮大白 150厚现浇钢混屋面板
20厚1:3水泥沙浆找平层 120厚水泥膨胀珍珠岩保温层 APP 卷材防水层 0.44KN/ m 2
3.75KN/m 2
0.4 KN/ m 2 0.42KN/ m 2
0.4 KN/ m 2 混合沙浆抹面20厚 0.02 2 X 17=0.34 KN/m 5.75KN/m
四、墙体自重
墙体采用190厚陶粒空心砌块。

外墙贴面瓷砖，60厚SBS 保温层，内墙均为 20厚抹灰。

1.外墙自重：
瓷砖
0.5 KN/m 60 厚 EPS 保温板
0.06
20 厚1:2.5水泥砂浆找平层 0.02
190 厚空心砌块
7.86
混合沙浆抹面20厚
0.02
合计
2. 内墙自重：
190 厚空心砌块
7.86
两侧混合沙浆抹面20厚 2 合计
3. 女儿墙自重标准值
女儿墙采用100厚现浇钢筋混凝土，其高度为 500mm 和0 1500mm 2 外贴瓷砖(0.5KN/ m ),故女儿墙自重：
25X 0.1 X 7.5 X 0.6 X 12+25X 0.1 X 4.2 X 0.6 X 6 + 25X 0.2 X 6X 0.6 X 4=417.6KN
2.4重力荷载代表值:
顶层重力荷载代表值
:屋面及女儿墙自重+纵横梁自重+半层柱和墙体重量
+50
%屋面雪荷载。

其他各层重力荷载代表值：屋面活荷载+楼板自重+纵横梁自重+楼面上、下半
层的柱和墙体自重+50%楼面均布活荷载。

以第四层G3为例说明计算过程：
G3=0.5 X 693.45 + 0.5 X 1364.43 + 0.5 X 86.34 + 0.5 X 664.8 + 3997.834 +
X 0.5=0.03 KN/m 2
2
X 20=0.4 KN/m X 0.19=1.49 KN/m 2 X 17=0.34 KN/m 2
2
2.76 KN/m 2
X 0.19=1.49 KN/m X 0.02 X 17=0.68
2.173 KN/m
0.5 X 1843.03 + 0.5 X 65.616 + 489.76 + 0.5 X 1587.15 + 1439.69 + 0.5 X 1140
+ 0.5 X 950=10635.02KN
第三章水平荷载作用下侧移验算
3.1计算D值：
一、梁、柱的线刚度计算
计算梁的线刚度时，考虑到现浇楼板的作用，一边有楼板的梁截面惯性矩取I =1.5 I。

，两边有楼板的梁的惯性矩取I =21。

，I。

为按矩形截面计算的梁截面惯性矩。

线刚度计算公式i =旦，各梁、柱的线刚度计算结果如下表所示。

L
柱的线刚度ic计算表表3
、计算各柱抗侧移刚度D值
D值是使柱上、下端产生单位相对位移所需施加的水平力，计算公式为
12i
D ，各柱的抗侧移刚度见下表4
h
刀D1/刀D2=9.53/13.43= 0.711>0.7 故该框架为规则框架
3.2侧移验算：
一、结构自振周期计算
按顶点位移法计算，考虑轻质填充墙对刚度的影响，取基本周期调整系数a
0=0.60，计算公式为T1 1.7 T，式中T为顶点位移（单位为m，按D值法计算，见表5:
D表4
值计算Array
表5
T i o T
二、水平地震作用及地震剪力计算：
该工程结构高度不超过40m质量和刚度沿高度分布比较均匀，变形以剪切型为主，故可用底部剪力法计算水平地震作用。

结构总水平地震作用标准值计算如
下：Geq=0.85刀Gi =0.85 X 106341.76=90390.5 KN
由水平地震影响系数曲线来计算i :
a 1= (Tg/T1) 0.9 a max = (0.35/0.66 ) 0.9 X 0.08=0.03
FEk= a 1Geq=0.03X 90390.5=2711.72 KN
因为1.4Tg=1.4 X 0.35=0.49s v T1 =0.66s，则应考虑顶部附加水平地震作用。

顶部附加水平地震作用系数S n查表得：
S n=0.08T1+0.01=0.08 X 0.66+0.01=0.0628
各质点横向水平地震作用按下式计算：
Fi=GiHiFEk (1- S n) / (刀GkHk) =2541.42 X GiHi/ (刀GHk)地震作用下各楼层水平地震层间剪力Vi:
Vi= 刀Fk (i=1 , 2,…n)计算过程如下表：
表6
三、水平地震作用下的位移验算:
水平地震作用下框架结构的层间位移(△ U) i和顶点位移U i分别按下列公式计算:
(△u) i = V i/ 刀D j ; u i ="(△ u) k
各层的层间弹性位移角9 e= (△ u) i/h i，根据《抗震规范》，考虑砖填充墙抗侧力
作用的框架，层间弹性位移角限值［9卜1/550
计算过程如下表：
由此可见，最大层间弹性位移角发生在第1层，1/1796<1/550，满足规范要求。

第四章水平荷载作用下内力计算
4.1水平地震作用下内力计算：
取结构布置中的4轴线横向框架内力计算为例，说明计算方法，其余框架内力计算从略。

一、框架柱端剪力及弯矩
按下列公式计算：V j =D V i /刀D
M b j =V *yh
M u j=V (1-y) h
y=y n+y i+y2+y3
注：y n为框架柱的标准反弯点高度比；(y n是根据表：倒三角形分布水平荷载下各层柱标准反弯点高度比y n查得)
y 1为上、下层梁线刚度变化时，反弯点高度比的修正值；
y 2、y3为上下层层高变化时，反弯点高度比的修正值；
y框架柱的反弯点高度比。

底层柱需要考虑修正值y2，二层柱需要考虑修正值y3，三层柱需要考虑修正值y2，二层柱需要考虑修正值y3，其它各柱均无修正。

例：第五层边柱的计算：
Vi仁2241.56 X 16.57/894350 =41.53 (KN
y=y n=0.4 (m) (无修正)
M b ii =41.53 X 0.4 X 3.0=49.84 (KN- m
M u ii =41.53 X( 1-0.4 )X 3.0=74.75 (KN- m
、梁端弯矩、剪力及柱轴力
梁端弯矩、剪力及柱轴力可根据节点平衡计算。

(ML, j + M u i,j) / (i l b+ i r b)
分别按以下公式计算：M l
b=i l b
M r b=i r b (lM+1 ,j + M u i ,j) / (i l b+ i r b)
V b l r
=(M b+ M b) / l
N i :=E( V l b- V r b) k
例：节点：M l b = ・l i b (lM i+1, j + M u i, j) / (i b+ i b)
=10.8 X 63.82/ (4.32+10.8 )
=45.59 KN・m
M r b = i r b (ML ,j + M u i, j) / (i l b+ i r b)
=4.32 X 63.82/ (4.32+10.8 )
=18.23 KN- m
N =E( V l b- V r b)
=36.47-8.04 =28.43 KN
8
水平地震作用下框架的弯矩图、梁端剪力图及柱轴力图如下图所示
图2-3 (a) 图2-3 ( b)
第五章竖向荷载作用下内力计算
5.1计算单元
取5轴线横向框架进行计算，计算单元宽度为7.8m,如图所示，由于房间内
布置有次梁，故直接传给该框架的楼面荷载如图中的水平阴影线所示，计算单元内的其余楼面荷载则通过次梁和纵向框架梁以集中力的形式传给横向框架，作用于各节点上。

见下图：
5.2 荷载计算
一、恒荷载计算
在图中，q i代表横梁自重，q2代表房间传给横梁的梯形荷载。

对于第5层：
q 1= 2.82kN/m
q2= q X l x =5.26 X 4.2=22.09 kN/m
q2为房间传给横梁的梯形荷载q2的等效均布荷载，
q2=( 1-2 Xa 2 + a 3)X q2= (1-2 X 0.32 +0.3)X 22.09
=18.71 kN/m
q10 = q 1+q2= 3.78+18.71=22.49 kN/m
对于1〜4层：
q 1= 3.78kN/m
q2= q X l x =4.03 X4.5=18.14 kN/m
q2为房间传给横梁的梯形荷载q2的等效均布荷载，
q2=( 1-2 Xa 2 + a 3)X q2= (1-2 X 0.32 +0.3 3) X 18.14
=15.36 kN/m
q3 代表横梁上横墙自重为5.21 kN/m，
q1-9 = q 1+ q 2+ q 3 = 3.78+15.36+5.21=24.35 kN/m
二、活荷载计算
活荷载的计算与恒荷载的计算是相同的，计算过程从略
对于二〜四层：q 4-5 = 5.54 kN/m
5.3内力计算
一、框架弯矩分配及计算
梁端和柱端弯矩采用弯矩二次分配法来计算。

计算时先对各节点不平衡弯矩进行第一次分配，向远端传递（传递系数为1/2），然后对由于传递而产生的不平衡弯矩再进行分配，不再传递，到此为止，由于结构和荷载均对称，故计算时可用半框架。

对于边节点，与节点相连的各杆件均为固接，因此杆端近端的转动刚度S 4i，i为杆件的
线刚度，分配系数为—S11;对于中间节点，与该节点相连的走道梁的
S ij
远端转化为滑动支座，因此转动刚度S i，其余杆端S 4i，分配系数计算过程如下：
二、恒载作用下梁端剪力及柱轴力计算
梁端剪力可根据梁上竖向荷载引起的剪力与梁端弯矩引起的剪力相叠加而得，而柱轴力可由梁端剪力和节点集中力叠加得到，计算恒载作用时的柱底轴力，要考虑柱的自重。

顶层柱顶轴力由节点剪力和节点集中力叠加得到，柱底轴力为柱顶轴力加上柱的自重。

其余层轴力计算同顶层，但需要考虑该层上部柱的轴力的传递。

竖向荷载作用下梁端剪力计算（KN）表12
注：上表中每层分上下两行，上行为恒载作用下的剪力，下行为活载作用下的剪力。

第六章内力组合及内力调整
6.1 结构抗震等级
结构的抗震等级可根据结构类型、地震烈度、房屋高度等因素，查规范得到。

该框架结
构，高度＞30m地处抗震设防烈度为7度的长春地区，因此该框架为二级抗震等级。

6.2 框架梁内力组合
梁内力控制截面一般取两端支座截面及跨中截面。

支座截面内力有支座正、负弯矩及剪力，跨中截面一般为跨中正截面。

据本工程实际情况，考虑五种内力组合：
1.2S GK+1.4S QK；1.35SGK+1.0S QK；1.2SGE+1.3S Ek ；1.2( SGk+0.5S) +1.3SEk;
1.2( SGk+0.5S) +1.0SEk。

考虑到钢筋混凝土结构具有塑性内力重分布的性质，在竖向荷载下可以适当降
低梁端弯矩，进行调幅(调幅系数取0.8)，以减少负弯矩钢筋的拥挤现象。

一、跨中弯矩计算及组合
为简化起见，取跨中弯矩为跨间最大弯矩值，则计算方法如下：以5层边梁为例：(1) 竖向荷载作用下对A点取矩，刀M A=0
V B =2.82 X 7.5 X 7.5/2+19.76+18.71 X 3.3/2+(91.27-84.26)/7.5 =61.97 KN
对C点取矩，刀M F0
M l=61.97 X 7.5/2-2.82 X 7.52/8-18.71 X 3.3 78-19.76 X 2.35+84.26/2-91.27 X 2
=47.16 KN-m
(2) 竖向活载作用下对A点取矩，刀M A=0
V B = [1.91 X 7.5+1.82 X 3.3 X 7.5/2+8.46-8.21]/7.5=4.95KN
对C点取矩，刀M F0
M l = 4.95 X 7.5/2-1.82 X 3.3 78-1.91 X 2.35-8.46 X 2+8.21/2=3.02 KN-m
(3) 地震作用下
M l= (7.5/2-2.56 ) X 17.91/2.56=8.33 KN-m 其他各层计算均按此法，计算从略。

跨中弯矩组合(KN.m 表13
6.3框架柱内力组合
柱内力控制截面一般取柱上、下端截面，每个截面上有 M N V 。

由于柱是偏心受力构件且一般采用对称配筋，故应从上诉组合中求出下列最 不利内力：
M max 及相应的N
M=271.88 KN •m N=4805.4kN N m in 及相应的M M=160.43 KN-m N=1583.54k N
N m ax 及相应的M
M=251.77
KN-m
N=4805.4kN
6.4框架内力调整
一、强柱弱梁调整
一、二、三级框架的梁柱节点处，除框架顶层和柱轴压比小于 0.15者及框支
梁与框支柱的节点外，柱端组合的弯矩设计值应符合下式的要求：
式中， M e ――节点上下柱端截面顺时针或反时针方向组合的弯矩设计值之
和，上下柱端的弯矩设计值可按弹性分析来分配 ；
节点左右梁端截面反时针或顺时针方向组合的弯矩设计值之
和;
为了避免框架柱脚过早屈服，二级框架结构的底层柱下端机面的弯矩设计值, 应乘以增大系数1.25。

底层是指无地下室的基础以上或地下室以上的首层。

以节点2为例进行调整：
节点左、右梁端弯矩
工 M b = 194.07KN.m
节点上、下柱端弯矩
艺 M C = n c 艺 M b =1.2 X 194.07 = 232.88 KN.m
在节点处将其按弹性弯矩分配给上、下柱端，即：
M b
柱端弯矩增大系数；二级框架为
1.2
M 2 上=90.83 X 232.88/ (90.83+124.17)= 98.38 KN.m
M 2 下=232.88-98.38=134.50 KN.M
其他层柱端弯矩的调整用相同的方法，计算结果如下：
说明：上两表中单位为, 单位为
横向框架B柱柱端组合弯矩调整表15
二、强剪弱弯调整
(1)梁的强剪弱弯调整
抗震设计中，二级框架梁和抗震墙中跨高比大于 2.5，其梁端剪力设计值应按
下式调整：V = n vb ( M b + M r b) /I n + V Gb，其中：n vb=1.2
以第六层AB跨为例，说明计算过程
受力如图所示：
由跨中弯矩计算易知，V Gb = 62.32+0.5 X 4.95=64.80KN; In = 7.5-0.5 = 7.0 m 综上知，取左震作用下AB梁端的弯矩进行调整。

V = n vb (M b +M r b) /I n +V Gb =1.2 X( 120.69-30.05 ) /7.0+64.80 =80.33 KN 同理可求出其他各层各跨的剪力调整值。

(2)柱的强剪弱弯调整
例：A柱第六层：
M 上+M 下=152.40+111.94= 264.34 KN • m
调整：V c = 1.2 X( M上+M r) /h
=1.2 X( 151.1+98.38 ) /2.88
=103.95 KN
同理可求出其他各层各跨的剪力调整值。

第七章截面设计
7.1框架梁
以第一层的AB跨梁为例，说明计算方法和过程，其他各梁的配筋计算见表中。

一、梁的
正截面受弯承载力计算
从梁的内力组合表中选出AB跨跨间截面及支座截面的最不利内力，进行配筋计算：支座A: M max = 318.84 KN • m
Y RE M max = 0.75 X 318.84= 239.13 KN • m
支座B 左：Mn ax= 302.53 KN • m
Y R E M max = 0.75 X 302.53= 226.90KN • m
跨间：Mnax = 84.96KN • m
Y R E M max = 0.75 X 84.96 = 63.72 KN • m
当梁下部受拉时按T形截面设计，当梁上部受拉时，按矩形截面设计，翼缘计算宽度当：按计算跨度I。

考虑：bf ，=10/3 =(7.5-0.7)/3.3 = 2233 mm
梁净距s.考虑：bf ，=b+ Sn =250+* (4200-250) = 4200 mm
按翼缘高度h f 考虑：h 0 =h- as =550-35 =515mm,
hf ，/ h 0=0.23 > 0.1;
这种情况不起控制作用，故取bf，=2233 mm
梁内纵筋选HRB400( f y f y 360N/mm2), b 0.518，混凝土等级为C30
(fc=14.3 N/mm2)。

下部跨间截面按单筋T形梁计算，因为：
a 1fcbf，hf，( h0- hf，/2 ) = 1.0 X 14.3 X 2233X 120X( 515-120/2 )
=1743KN • m > 63.72KN • m 属第一类T 型截面
a s=M/ (a 1f c
b f，h o2=63.72 X 106/ (1.0 X 14.3 X 2233 X 5152) = 0.008
1/2
E =1- (1-2 a s) = 0.008 < E =0.35
A=a 1 Ef c b f，h/f y=1.0 X 0.0 08X 14.3 X 2233X 515/360=365.44mm 实际配筋3 根16 的HRB400(As=603mm
p min =603/ (250X 515) = 0.47% > 0.25%，满足要求。

跨中配筋率应大于0.20和45f t/f y中的较大值。

将下部跨间截面3根20的HRB400的钢筋伸入支座，作为支座负弯矩作用下的受压钢筋
(As=603mm2)再计算相应的受拉钢筋人，即支座A上部：
2
M=a s a 1f c b h 0 + f y' As' (h 0-a s')
a s=[M- f y, A s，(h。

- a s' )]/ (a f c bh。

2)
=[239.13 X 106-360 X 603X(515-35) ]/ (1.0 X 14.3 X 250X 5152) =0.142
E =1- (1-2 a s) 1/2 = 0.153 <2a s/ h o = 70/515 =0.272 说明A s富裕，且
达不到屈服，可近似取
A=f c bh o E +f y' As' /f y= (14.3 X 250 X 515X 0.153+603 X 360) /360=1385mrn
实配钢筋5 根20 的HRB400 (As=1570mm
支座B l上部
A s =M/[f y X (h c-a s')] =226.90 X 106/[36 0X( 515-35) ] =1313.08 mrm 实配钢
筋5 根20 的HRB400 (As=1570 mrf i)
p min =1570/ (250X 515) =1.22% > 0.3%，A，/ A s=603/1570= 0.38>0.3
满足要求。

二、梁的斜截面受剪承载力计算
(1)验算截面尺寸：h w= h 0 =515mm
h w/ b = 515/250 = 2.06 < 4, 属厚腹梁。

丫RE 4).75 X 154.52=115.89 KN
0.25 B c f c bh o=0.25 X 1.0 X 14.3 X 250 X 515 = 460.29KN > V =115.89 KN 故截面符合条件。

(2)验算是否需要计算配置箍筋
按均布荷载计算(集中力产生的剪力占总剪力的比例<75%)
0.7f c bh0 = 0.7 X 14.3 X 250X 515= 1288.79 KN > V =115.89KN 可知，需
按构造配箍。

(3)箍筋选择及梁斜截面受剪承载力计算
箍筋用错误！未找到引用源。

级Q235热扎钢筋，f yv = 210N/mm.
梁端加密区箍筋取2肢①8@100贝U
0.42f t bh)1.25f y v注h0=0.42 X 1.43 X 250X 515+1.25 X 210X 101 X 565/100 s
=213.87 KN > V =115.89 KN
加密区长度取0.9m，非加密区箍筋取2肢①8@150箍筋设置满足要求。

其它梁的配筋计算见下表：
表16
7.2框架柱
一、柱截面尺寸验算
根据《抗震规范》，对于二级抗震等级，剪跨比大于2,轴压比小于0.8。

下表给出了框架柱各层剪跨比和轴压比计算结果，注意，表中的M、V c和N都不应考虑抗震调整系数，由表可见，各柱的剪跨比和轴压比均满足规范要求。

例：第一层B柱：（采用对称配筋）
柱截面宽度：b = 600 mm
柱截面有效高度：h o = 600-40=560 mm
混凝土轴心抗压强度设计值：f c=19.1 N/mm2
柱端弯矩计算值：M取上下端弯矩的最大值：M = 566.49 KN-m
柱端剪力计算值：V = 172.63 KN
柱轴力N取柱顶、柱底的最大值：N = 6089.25 KN
剪跨比：M/V c h。

= 566.49 X 103/172.63 X 660 = 4.97 > 2
轴压比：N/fcnbh。

= 6089.25 X 103/19.1 X 700X 660 = 0.69< 0.8
其他各柱的剪跨比和轴压比验算如下表：表
、柱正截面受弯承载力计算
以第一层B柱为例说明截面设计的过程和方法。

根据B柱内力组合表，将支座中心处的弯矩换算至柱边缘，并与柱端组合弯矩的调整值比较后，选出最不利内力，进行配筋计算：M=576.33 KN-m
N=6815.53
KN
轴向力对截面重心的偏心矩：
二M/N =566.49 X 106/(6089.25 X 103) =93.03mm
附加偏心矩e a 取20mm 和偏心方向截面尺寸的
1/30两者中的较大值，即
700/30=23.3mm,故取 e a =23.3 mm 。

柱的计算长度确定：丨。

=（1+0.15 X 2.48 ）X 5.1 =7.0 m 初始偏心矩：6 = e 0+e a = 93.03+23.3 = 116.33mm 因为长细比l 0 / h = 7.0/0.7= 10> 5
，故应考虑偏心矩增大系数
n <
Z 1 =0.5f c A/N = 0.5 X 19.1 X 7002 / (6089.25 X 103) =0.77 <1.0
又 I 。

/ h =10 <15，取z 2=1.0，则
n =1+ I 02Z 1Z 2h 0/1400e i h 2=1+660X 102X 0.77 X 1.0/1400 X 116.33=1.31 n e i =1.31 X 116.33=152.39<0.3h 0=0.3 X 660=198mm 故为小偏心受压。

轴向力作用点至受拉钢筋 A 合力点之间的距离
e = n e i +h/2-a s =1.31 X 116.33+700/2-40 = 462.39 mm
(0.8 b )(h ° a s )
3
3
=(6089.25 X 0.8 X 10_0.55 X 19.1 X 700X 660)/{[ ( 6089.25 X 0.8 X 10 X 462.39_
0.43 X 19.1 X 700X 6602) /0.25 X 620]+19.1 X 700X 660}+0.55=0.56 2
A s =A = [ Y RE Ne- E (1 - 0.5 E ) a f c b h 0 ]/f y /(h 0-a s ,)
=[6089.25 X 0.8 X 10 X < 0
0.8%bh =2880 mrm 故应按构造配筋，且应满足
min
0.8%。

单侧配筋
率 smin 0.2%，J 则 A'=A=0.2%bh=0.002X 7002=980 mrm 选 4 根直径 20 的 HRB400 级钢
（A s =A =1256mm
总配筋率 p s = 3X 1256/7 00X 660 = 0.82% > 0.8%
三、柱斜截面受剪承载力计算（以第一层B 柱为例计算）
查表可知：框架柱的剪力设计值 V c = 252.52KN
剪跨比入=4.97>3.0，取入=3.0 轴压比n = 0.77
对于剪跨比大于2的柱，
=0.8
，
=0.55，
f c
bh o
N
b f
c bh o Ne 0.43f c bho
V c=252.52 KN < 1/0.75 X 0.2 B c f c bh o
= 1/0.75 X 0.2 X 19.1 X700X 660 = 2353.12 KN 所以截面满足要求
又因为0.3f c bh = 0.3 X 19.1 X 700X 700/1000
=2807.7 KN < N = 5387.82 KN
所以，取N = 2807.7 KN
1.05f t bh o/（入+1）+0.056N= 1.05 X 1.71 X 700 X 660/（3+1）+0.056 X 5387.82 X 1000= 509.10 KN > Vc = 25
2.52KN
按构造配箍筋，柱端加密区箍筋选用4肢①14@100由轴压比n = 0.77,查表
得入v = 0.164，贝U加密区的最小体积配筋率：
p v,min=入v f c/f yv =0.164 X 19.1/210 = 1.49 %
又柱的体积配筋率p V=（工A svi l i ）/s/A cor
注：Avi、l i为第i根箍筋的截面面积和长度；
A cor为箍筋包裹范围内的混凝土核芯面积；S为箍筋间距。

所以
p v=（艺Avi l i）/s/A cor =615 X 660 X 2/ 660 2 /18 = 1.86% 满足要求
非加密区还应满足s <15d=210mm所以非加密区箍筋采用4肢①12@200 柱的箍筋表如下所示：
框架柱箍筋数量表
第八章板设计
四层楼板的示意图及板划分如下图所示: 8.1两边简支两边固定板设计
一、 构件编号：LB-1 二、 示意图 三、 依据规范 《建筑结构荷载规范》 GB50009-2001 《混凝土结构设计规范》 GB50010-2002 四、 计算信息 1.
几何参数 计算跨度：Lx = 6900 mm; Ly = 4200 mm 板厚：h = 100 mm 材料信息 混凝土等级：C30 fc=14.3N/mm 2 ft=1.43N/mm 2 ftk=2.01N/mm 2 Ec=3.00 x 10 4N/m
吊 钢筋种类：HRB335 fy = 300 N/mm 2 Es = 2.0 x 10 5 N/mm 2 最小配筋率：p = 0.200% 纵向受拉钢筋合力点至近边距离 ：as = 20mm
保护层厚度：c = 10mm 荷载信息（均布荷载） 永久荷载分项系数：丫 G = 1.200 可变荷载分项系数：丫 Q = 1.400 准永久值系数：“ q = 1.000
…， 2
永久荷载标准值：q gk = 5.040kN/m 2
可变荷载标准值：q qk = 2.000kN/m 计算方法：弹性板
边界条件（上端/下端/左端/右端）：简支/固定/简支/固定 设计参数
结构重要性系数：丫 o = 1.00 泊松比：卩=0.200
五、计算参数：
1.计算板的跨度：Lo = 4200 mm
2.
3. 4. 5. 6.
2. 计算板的有效高度：ho = h-as=100-20=80 mm 六、配筋计算(lx/ly=6900/4200=1.643<2.000 所以按双向板计算):
1. X 向底板钢筋 1)
确定X 向板底弯矩
Mx = 表中系数(Y G*q gk+ Y Q*q qk)*Lo 2
=(0.0171+0.0492*0.200)*(1.200*5.040+1.400*2.000)*4.2 =4.212 kN*m 确定计算系数
a s = Y o*Mx/( a 1*fc*b*ho*ho)
=1.00*4.212 X 10 6/(1.00*14.3*1000*80*80)
=0.046 计算相对受压区高度
E = 1 -sqrt(1- 2* a s) = 1
-sqrt(1-2*0.046) = 0.047
计算受拉钢筋面积
As = a 1*fc*b*ho* E /fy = 1.000*14.3*10 2
=180mm
验算最小配筋率 p = As/(b*h) = 180/(1000*100) = 0.180% p <p min = 0.200% 不满足最小配筋要求 所以取面积为 As = p min*b*h = 0.200%*1000*100 = 200 mm 采取方案
d8@200,实配面积251 mm? 向底板钢筋
确定Y 向板底弯矩
2)
3) 4)
5)
3.X 1) M
2)
3)
4)
00*80*0.047/300
5)
2.Y
表中系数(丫G*q gk+Y Q*q qk)*Lo
1)
My =
=(0.0492+0.0171*0.200)*(1.200*5.040+1.400*2.000)*4.2 =8.218 kN*m
确定计算系数
a s = Y o*Mx/( a 1*fc*b*ho*ho)
6
=1.00*8.218 X 10 /(1.00*14.3*1000*80*80) =0.090
计算相对受压区高度
E = 1-sqrt(1- 2* a s) = 1 -sqrt(1-2*0.090) = 0.094
计算受拉钢筋面积
As = a 1*fc*b*ho* E /fy = 1.000*14.3*1000*80*0.094/300
2
=359mm
验算最小配筋率
p = As/(b*h) = 359/(1000*100) = 0.359%
p>p min = 0.200% 满足最小配筋要求
采取方案d8@140,实配面积359 mm
向支座右边钢筋
确定右边支座弯矩
o x =表中系数(丫G*q gk+Y Q*q qk)*Lo 2
=12.192 kN*m
2) 确定计算系数
a s = Y o*Mx/( a 1*fc*b*ho*ho)
=1.00*12.192 X 10 6/(1.00*14.3*1000*80*80)
=0.133
3) 计算相对受压区高度
E = 1 -sqrt(1- 2* a s) = 1 -sqrt(1-2*0.133) = 0.144
4) 计算受拉钢筋面积
As = a 1*fc*b*ho* E /fy = 1.000*14.3*1000*80*0.144/300
=547mm 2
5) 验算最小配筋率
p = As/(b*h) = 547/(1000*100) = 0.547%
p>p min = 0.200% 满足最小配筋要求
2
采取方案d10@140,实配面积560 mm
4.Y 向下边支座钢筋
1) 确定下边支座弯矩
M o y =表中系数(丫G*q gk+丫Q*q qk)*Lo 2
2
=0.1086*(1.200*5.040+1.400*2.000)*4.2
=16.955 kN*m
2) 确定计算系数
a s = 丫o*Mx/( a 1*fc*b*ho*ho)
=1.0 0*16.955 X 10 6/(1.00*14.3*1000*80*80)
=0.185
3) 计算相对受压区高度
E = 1 -sqrt(1- 2* a s) = 1 -sqrt(1-2*0.185) = 0.207
4) 计算受拉钢筋面积
As = a 1*fc*b*ho* E /fy = 1.000*14.3*1000*80*0.207/300
2
=788mm
5) 验算最小配筋率
p = As/(b*h) = 788/(1000*100) = 0.788% p>p min = 0.200% 满足最小配筋要
求
采取方案d12@140,实配面积807 mm2
七、跨中挠度计算：
Mk ------- 按荷载效应的标准组合计算的弯矩值
Mq ------- 按荷载效应的准永久组合计算的弯矩值
1. 计算荷载效应
Mk = Mgk + Mqk
=(0.0492+0.0171*0.200)*(5.040+2.000)*4.2 2 = 6.539 kN*m
Mq = Mgk+书q*Mqk
2
=(0.0492+0.0171*0.200)*(5.040+1.000*2.000)*4.2 = 6.539 kN*m 2. 计算受弯构件的短期刚度Bs
1) 计算按荷载荷载效应的标准组合作用下，构件纵向受拉钢筋应力。